AC-DC开关电源控制器研究开题报告

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1、 毕业论文开题报告 学学 生生 姓姓 名名： 学学 号：号： 学学 院、系院、系： 计算机与控制工程学院电气工程系 专专 业业 ： 电气工程及其自动化 论论 文文 题题 目目： AC-DC 开关电源控制器研究 指 导 教 师指 导 教 师 : 2016 年 3 月 18 日 毕毕 业业 论论 文文 开开 题题 报报 告告 1选题依据： 1.1 本课题研究的意义及背景 随着现代科学技术的飞速发展，开关电源被广泛应用于各种电子产品中，同时也对 开关电源提出了更高的要求。如今，随着各类电子产品向小型化发展，AC/DC 转换控制 器作为开关电源控制器的一种，也需要小小型化、高精度的方向发展 1。近几年

2、来，随 着电子技术和制造工艺的不断发展和电源技术的日益成熟， 人们对电源的转换效率提出 了越来越高的要求在电气领域中，开关电源占据着举足轻重的位置，高效率是未来电 源发展的必然趋势传统的AC-DC变换电路由于要通过高频变压器来实现电压变换，很 难将效率提高到更高的层次，也很难降低电源的纹波本系统所设计的高效率的单相 AC-DC变换电路.可以输出恒定的36V直流电压， 在额定输出电流为2A 时， 可实现高达90% 以上的电源转换效率高效率、低纹波的电源转换不仅可以提供更加可靠的供电系统， 同时也可以带来非常可观的经济效益 2。根据功率器件的工作状态，直流稳压电源包括 线性电源和开关电源，其中功率

3、器件工作于放大状态的直流稳压电源称为线性电源；功 率器件工作于开关状态的称为开关电源。由于必须使用工频变压器与电网进行隔离，而 且功率管损耗大，导致线性电源的体积大、重量大，效率低。所以在便携式电子产品广 泛应用的今天，尽管线性电源具有成本低、体积小、外围电路简单、噪声低等优点，但 由于体积和重量上的问题，它的应用逐渐受到限制。开关电源则是利用现代电力电子技 术，通过控制开关通断的时间比率来维持输出电压稳定的一种电源，它具有体积小、重 量轻、功率小、效率高、纹波小、噪声低、智能化程度高等优良特性 3.自上世纪 90 年 代后开关电源的发展与应用逐渐普及，在带电子设备中广泛应用。随着近几年经济与

4、科 技高速发展给开关电源提出了更高要求。针对 AC/DC 控制器的开关电源进行设计，以 满足低耗能、高可靠的“绿色”开关电源的设计方向。在今后开关电源设计中应进一步 提高电源控制芯片效率，提高集成化程度，实现智能电源控制设计 4。提高 AC/DC 开关 电源的转换效率，主要从两个方面来进行。一方面是降低开关损耗，一些学者提出了软 开关技术，即让开关管实现零电压或零电流开通与断。另一方面是优化现有拓扑结构， 如采用无桥 PFC。目前高效 AC/DC 解决方案是前级采用无桥 PFC，中间级 DC/DC 部分 采用有源钳位或 AHB，输出级采用同步整流。这样的结构将原有的三级变换改成了两级 变换，提

5、高了AC/DC变换器的转换效率 5。AC/DC开关电源转换器以其价格、效率、体积 等优势在小功率电源领域得到了广泛应用。电脑、显示器、路由器、移动设备都离不开 AC/DC开关电源。经过数十年的发展开关电源的功率、工作频率等都大幅提升，但是由 于电源中的电流和电压不能突变，所以在交替过程中会产生功率损耗。研究表明，此损 耗与频率成线性关系，因此电源工作频率越高，损耗也就更大 6。而对于开关电源这样 一种强非线性、时变系统，要获得良好的动态特性，工程上往往是凭借经验进行反复调 试、修改以满足特定目标。虽然这种方法对于有经验的工程师来说简单可行，但是可重 复性不高，不利于大规模使用。而对于接触电源的

6、初级工程师来说，环路分析和调节更 是困难重重。功率开关器件的广泛使用为改善开关电源动态特性提供了条件，随着开关 频率的提高，为了充分发挥开关电源的性能，急需要一种理论来指导开关电源的动态特 性分析。近20年来，国内外学者对开关电源的动态特性进行了大量、深入的研究，提出 了通过对开关电源环路建模的方式来分析开关电源的动态特性 7。 1.2 本课题国内外的研究现状 开关电源正向着高频化方向发展， 开关电源技术的高频化已成为了各种大功率开关 电源的核心技术。开关电源的高频化为其微小型化、集成化提供了有利的条件，因为随 着开关电源芯片的工作频率的提高，可以不再使用笨重的工频变压器，而电源器件的体 积和重量与其工作频率的平方根成反比， 因此滤波器件的尺寸还有散热器的尺寸也可以 显著的减小 8。开关电源的应用越来越广泛，特别是在某些高新技术领域，例如在电动 汽车、变频空调等新兴领域中，通过感应外部环境的变化，改变开关电源的用电频率， 从而达到省电节能的目的。但是一味的追求开关电源在高频化也会带来很多的弊端，诸 如运行噪声大、存在严重